一種用于環(huán)境污染監(jiān)測的在線監(jiān)控系統(tǒng)

1.一種用于環(huán)境污染監(jiān)測的在線監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：在線監(jiān)控端和若干監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備，所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備設(shè)置于野外環(huán)境中的待監(jiān)測位置，所述在線監(jiān)控端采集所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備傳輸?shù)沫h(huán)境污染監(jiān)測信息，其特征在于，所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備包括環(huán)境污染監(jiān)控傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器、GPS模塊以及數(shù)據(jù)存儲器，所述數(shù)據(jù)存儲器用于存儲所有監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的GPS信息，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器包括數(shù)據(jù)收發(fā)器和監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備路徑計(jì)算單元，所述路徑計(jì)算單元用于根據(jù)所述GPS信息查找符合預(yù)訂范圍內(nèi)的所有監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備，得到這些監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的唯一通信標(biāo)識信息；所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備中的某監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備與其他監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備通信，假定某監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備X的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器經(jīng)過查找預(yù)定的10KM范圍內(nèi)的所有監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備以后，得到這些監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的唯一通信標(biāo)識信息；然后，設(shè)備X與這些監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通信，以獲得上述各個監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的工作狀態(tài)；這種工作狀態(tài)是通過各種環(huán)境污染監(jiān)控傳感器自身具有的通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)的，這些環(huán)境污染監(jiān)控傳感器采用自身具有自檢功能的傳感器，以使得狀態(tài)的獲得變得更加方便，并且該設(shè)備X即能夠獲得所有的在上述預(yù)定范圍內(nèi)的環(huán)境污染監(jiān)控傳感器的工作狀態(tài)；接下來，根據(jù)上述工作狀態(tài)，找到各個工作狀態(tài)處于正常的環(huán)境污染監(jiān)控傳感器，再計(jì)算這些工作正常的環(huán)境污染監(jiān)控傳感器哪一個距離在線監(jiān)控端最近，確定以后，該設(shè)備X即將自身監(jiān)測的數(shù)據(jù)發(fā)送給不同于設(shè)備X的設(shè)備Y。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特在在于，所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的環(huán)境污染監(jiān)控傳感器包括可吸入顆粒物傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特在在于，所述唯一通信標(biāo)識信息包括各個監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的IP地址和SIM卡卡號中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特在在于，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器包括基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和/或基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。

一種用于環(huán)境污染監(jiān)測的在線監(jiān)控系統(tǒng)\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)控領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于環(huán)境污染監(jiān)測的在線監(jiān)控系統(tǒng)。\n背景技術(shù)\n[0002] 一方面，環(huán)境污染已經(jīng)成為全球各國共同關(guān)注的課題。大氣中的污染物或生物化學(xué)作用會影響環(huán)境中處于正常操作運(yùn)行狀態(tài)或者儲運(yùn)狀態(tài)的設(shè)施和設(shè)備，例如：工業(yè)過程檢測和控制設(shè)備、重要的基礎(chǔ)設(shè)施等。因此，《ANSI?ISA-S71.04過程檢測和控制系統(tǒng)的環(huán)境條件——大氣污染物》標(biāo)準(zhǔn)對大氣環(huán)境中的污染物進(jìn)行分類和分級。標(biāo)準(zhǔn)中對污染物在環(huán)境中的常態(tài)劃分為大氣液態(tài)污染物、大氣固態(tài)污染物、大氣氣態(tài)污染物、和生物影響幾類。\n各種污染物有按溶度高低或者對某種金屬侵蝕速率高低又劃分不同等級。我國在當(dāng)今的發(fā)展過程中，就遇到了霧霾污染嚴(yán)重的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)。\n[0003] 另一方面，隨著我國環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展，迫切需要加快全國環(huán)境管理基礎(chǔ)能力的建設(shè)，同時提高環(huán)境監(jiān)測儀器的生產(chǎn)和競爭能力。環(huán)境監(jiān)測儀器在環(huán)境監(jiān)測、工礦企業(yè)污染治理、現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測執(zhí)法的在線測試等方面能起著重要的作用,可解決假冒偽劣商品、食品安全、環(huán)境監(jiān)測監(jiān)理等問題，是保證工商、質(zhì)監(jiān)、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、糧食、地質(zhì)、化工等行業(yè)、領(lǐng)域準(zhǔn)確、公正、高效運(yùn)作不可或缺的有力工具。\n[0004] 城市中的污染信息已經(jīng)有與城市環(huán)境相配套的設(shè)備去采集，但在野外，受到了地形、建筑物、道路、河流、景觀等等的客觀環(huán)境的制約，以及監(jiān)測點(diǎn)高度的不同的限制，很難依靠人工去及時高效地采集到大氣污染信息，更無法實(shí)時地得到大氣污染信息。\n[0005] 此外，在野外工作的監(jiān)測設(shè)備由于無法確保時刻工作在正常工作狀態(tài)(例如電力充足、通信暢通等)，所以現(xiàn)有的C/S乃至B/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的在線監(jiān)測系統(tǒng)都無法真正作到符合各種嚴(yán)苛的野外工作環(huán)境的要求。\n發(fā)明內(nèi)容\n[0006] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供了一種用于環(huán)境污染監(jiān)測的在線監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：在線監(jiān)控端和若干監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備，所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備設(shè)置于野外環(huán)境中的待監(jiān)測位置，所述在線監(jiān)控端采集所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備傳輸?shù)沫h(huán)境污染監(jiān)測信息，其中，所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備包括環(huán)境污染監(jiān)控傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器、GPS模塊以及數(shù)據(jù)存儲器，所述數(shù)據(jù)存儲器用于存儲所有監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的通信信息。\n[0007] 進(jìn)一步地，所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的環(huán)境污染監(jiān)控傳感器包括可吸入顆粒物傳感器。\n[0008] 進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)通信信息包括各個監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的唯一通信標(biāo)識信息。\n[0009] 進(jìn)一步地，所述唯一通信標(biāo)識信息包括GPS信息。\n[0010] 進(jìn)一步地，所述唯一通信標(biāo)識信息包括各個監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的IP地址和SIM卡卡號中的一種或多種。\n[0011] 進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器包括數(shù)據(jù)收發(fā)器和監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備路徑計(jì)算單元，所述路徑計(jì)算單元用于根據(jù)所述GPS信息查找符合預(yù)訂范圍內(nèi)的所有監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的唯一通信標(biāo)識信息，且所述數(shù)據(jù)收發(fā)器根據(jù)所述查找的結(jié)果獲得該區(qū)域內(nèi)各個監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的工作狀態(tài)。\n[0012] 進(jìn)一步地，所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備根據(jù)所述工作狀態(tài)，向所述區(qū)域內(nèi)距離所述在線監(jiān)控端最短的監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備傳輸環(huán)境污染監(jiān)測數(shù)據(jù)。\n[0013] 進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器包括基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和/或基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。\n[0014] 本發(fā)明的有益效果是：(1)能夠減輕在線監(jiān)控端的通信負(fù)載壓力；(2)能夠避免由于在線監(jiān)控端或其通信模塊工作失常而導(dǎo)致整個在線監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓；(3)能夠降低監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備在與遠(yuǎn)程目標(biāo)(例如在線監(jiān)控端)通信時消耗電力過大而需要經(jīng)常維護(hù)的問題；(4)能夠減輕在線監(jiān)控端和若干監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備之間的耦合程度，使得在線監(jiān)控系統(tǒng)兼容性更佳。\n附圖說明\n[0015] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于環(huán)境污染監(jiān)測的在線監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。\n[0016] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器的結(jié)構(gòu)框圖。\n具體實(shí)施方式\n[0017] 下面將結(jié)合附圖詳細(xì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。\n[0018] 如圖1所示，用于環(huán)境污染監(jiān)測的在線監(jiān)控系統(tǒng)包括：在線監(jiān)控端和若干監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備，所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備設(shè)置于野外環(huán)境中的待監(jiān)測位置，所述在線監(jiān)控端采集所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備傳輸?shù)沫h(huán)境污染監(jiān)測信息。\n[0019] 圖1中的各個監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的位置只是示意性的。實(shí)際情況中，監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備可能在野外無規(guī)律地被分散在相聚幾千米或幾十千米的位置，而在線監(jiān)控端位于城市中。\n[0020] 圖1中連接各個監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的實(shí)線并不表示它們之間彼此實(shí)際相連接，而且也不是窮舉的，只是表示它們之間可以兩兩相互通信。\n[0021] 所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備包括環(huán)境污染監(jiān)控傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器、GPS模塊以及數(shù)據(jù)存儲器，所述數(shù)據(jù)存儲器用于存儲所有監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的通信信息。\n[0022] 所述監(jiān)測儀器設(shè)備50包括用于監(jiān)測空氣、水、污染源等環(huán)境污染物，以及測量氣象、水文、排放量等背景參數(shù)的儀器設(shè)備，能夠提供各種所需要的污染物和背景參數(shù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。\n[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，所述監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的環(huán)境污染監(jiān)控傳感器包括可吸入顆粒物傳感器。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實(shí)施例，所述環(huán)境污染監(jiān)控傳感器還可以包括多種傳感器，例如二氧化碳傳感器、水污染傳感器、空氣質(zhì)量傳感器(諸如可吸入顆粒物傳感器)、溫濕度傳感器等。\n[0024] 所述數(shù)據(jù)通信信息包括各個監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的唯一通信標(biāo)識信息。實(shí)際工作中，所述唯一通信標(biāo)識信息包括各個監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的IP地址、移動通信號碼、GPS信息中的一種或多種。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，至少要包括GPS信息。對應(yīng)的各種物理設(shè)備包括路由設(shè)備、SIM卡及其適配器，以及GPS定位設(shè)備。\n[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器包括：微處理器、電源、無線收發(fā)模塊和RS232串口；所述微處理器分別與所述電源、所述無線收發(fā)模塊和所述RS232串口連接。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器還包括：USB接口和/或顯示器和/或存儲器；所述USB接口、所述顯示器和所述存儲器均與所述微處理器連接。\n[0026] 在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器主要負(fù)責(zé)監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備間的通信，向監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備發(fā)送查詢命令，接收各個監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備上傳的環(huán)境污染信息并返回給遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器與監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的區(qū)別在于：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器安裝有RS232串口，滿足數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺之間的通信。在實(shí)際使用過程中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器的作用與網(wǎng)關(guān)的作用類似。另外，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器通過存儲器可以存儲各監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備上傳的環(huán)境污染信息，并通過顯示模塊顯示環(huán)境污染信息，從而方便使用者觀察。\n[0027] 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器還用于協(xié)調(diào)各個監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行無線通信組網(wǎng)，在路由發(fā)現(xiàn)過程中，可以解決局部混合路由信息之間的相容性和優(yōu)先級問題，其中，局部混合路由信息包含位置信息、可達(dá)信息和鏈路可靠性等；同時，還解決了網(wǎng)絡(luò)對象的移動性對路由發(fā)現(xiàn)過程的影響，例如：由節(jié)點(diǎn)移動、失效或受攻擊導(dǎo)致的路由斷裂等情況；另外，系統(tǒng)采用相應(yīng)的路由維護(hù)措施，每一段路徑在具有一定連通性的前提下，仍保持整條路徑具有連通性要求。\n[0028] 所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器包括數(shù)據(jù)收發(fā)器和監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備路徑計(jì)算單元。其中的路徑計(jì)算單元不必采用專門的設(shè)備，可以通過DSP或MCU等具有數(shù)據(jù)加減運(yùn)算的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。\n[0029] 本發(fā)明的在線監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理如下：\n[0030] 首先，所述數(shù)據(jù)存儲器中預(yù)先保存有所有監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的GPS信息。假定某監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備X的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器經(jīng)過查找預(yù)定的10KM范圍內(nèi)的所有監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備以后，得到這些監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的唯一通信標(biāo)識信息。然后，設(shè)備X與這些監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通信，以獲得上述各個監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的工作狀態(tài)。這種工作狀態(tài)是通過各種環(huán)境污染監(jiān)控傳感器自身具有的通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)的，例如：發(fā)送讀取當(dāng)前讀數(shù)以后，能夠得到其有效數(shù)值，則判斷其工作狀態(tài)有效。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，這些環(huán)境污染監(jiān)控傳感器采用自身具有自檢功能的傳感器，因此，狀態(tài)的獲得將變得更加方便。至此，該設(shè)備X即可獲得所有的在上述預(yù)定區(qū)域內(nèi)的環(huán)境污染監(jiān)控傳感器的工作狀態(tài)。\n[0031] 接下來，根據(jù)上述工作狀態(tài)，找到各個工作狀態(tài)處于正常的環(huán)境污染監(jiān)控傳感器，再計(jì)算這些工作正常的環(huán)境污染監(jiān)控傳感器哪一個距離在線監(jiān)控端最近。確定(例如是設(shè)備Y)以后，該設(shè)備X即將自身監(jiān)測的數(shù)據(jù)發(fā)送給設(shè)備Y。\n[0032] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚的是，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器包括基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和/或基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。例如，基于PC104的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。\n[0033] 以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。